"Zeit verhindert, dass alles gleichzeitig passiert." Die Aussage des Physikers John Wheeler fasst zu Recht zusammen, was die Zeit im Gegensatz zu allem anderen tut. Dies steht insbesondere vor dem Hintergrund der Tatsache, dass unsere Suche nach den grundlegendsten Bestandteilen der Realität uns nichts gebracht hat, was mit der Zeit in Verbindung gebracht werden könnte. Einstein gelang es mehr als anderen: Er verband Zeit mit Raum. Aber schon vor ihm war klar, dass die Gesetze der Physik gleich funktionieren, unabhängig davon, ob Sie sich in der Zeit vorwärts oder rückwärts bewegen. Und das passt einfach nicht zu unserer Erfahrung. Was ist Zeit? Hier sind fünf unserer bisher besten Theorien.
Zeit … ist einfach
Nach der allgemeinen Relativitätstheorie kam die Quantenmechanik schnell und etablierte das gewohnte Zeitkonzept. Das Summen der Quantenwelt entspricht dem autoritären Ticken einer Uhr, die sich außerhalb eines beschriebenen Partikelsystems befindet. Die quantenmechanische Darstellung der Zeit überzeugt jedoch nicht. Nehmen Sie die Wheeler-DeWitt-Gleichung, die den Quantenzustand des gesamten Universums beschreibt. Wenn dieses System alles ist, was wir wissen, wo wäre dann die tickende Quantenuhr?
Zeit … nur eine Illusion
Der Physiker Julian Barbour glaubt, dass wir die Zeit möglicherweise komplett töten müssen. Seiner Meinung nach müssen Raum und Zeit, vereint durch Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, getrennt werden. Die einzige Möglichkeit, den Raum seiner Meinung nach zu definieren, besteht darin, ihn als geometrische Beziehung zwischen den beobachteten Partikeln zu betrachten, unabhängig von der Zeit. Er nennt jede Konfiguration einen "Schnappschuss", der im "Raum der Möglichkeiten" existiert. In Barbours Konzept existieren nur diese Bilder. Zeit ist nicht real, sondern nur eine Folge unserer Wahrnehmung - eine Illusion, die aufgrund der Tatsache entsteht, dass sich das Universum ständig von einem Bild zum anderen ändert.
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Zeit … ist der Pfeil der Entropie
Nur hier berührt Barbours Schema kein subtileres Thema. Alle unsere physikalischen Gesetze sind zeitlich symmetrisch, was mathematisch gesehen bedeutet, dass alles zeitlich gleichermaßen vorwärts und rückwärts fließen kann. Mit einer Ausnahme. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie oder das Ausmaß der Störung in einzelnen Sammlungen von Partikeln und Energie im Laufe der Zeit immer zunimmt. Das zweite Gesetz erklärt zum Beispiel, warum sich ein Topf Wasser nicht von selbst erwärmen kann. Die einzigartige Asymmetrie dieses Gesetzes hat viele Physiker zu der Annahme veranlasst, dass der extrem einseitige Zeitfluss mit Entropie verbunden ist. Es gibt auch eine Quantenversion dieses "entropischen Zeitpfeils", der vom Physiker Sandu Popescu von der Universität Bristol in Großbritannien entwickelt wurde. Popescu und seine Kollegen zeigtendass wir die wachsende Entropie als Ergebnis des Wachstums der Quantenverschränkung sehen können.
Zeit … doch absolut real
Vielleicht ist der Pfeil der Zeitentropie nicht die ganze Geschichte, sagt Lee Smolin vom Perimeter Institute in Waterloo, Kanada. Er stellt fest, dass sich das Universum zur Zeit des Urknalls in einem Zustand niedriger Entropie (hoher Ordnung) befinden sollte, wenn die Entropie ständig wächst. Aber es gibt keine Erklärung, warum alles so sein muss. Dies bringt uns zurück zu der Frage, warum unsere physikalischen Gesetze zeitlich symmetrisch sind. Vielleicht haben wir einfach die falschen Gesetze, sagt Smolin. Gemeinsam mit Kollegen versucht er, alternative Grundgesetze zu finden, in die die Richtung der Zeit eingebettet ist. Das einzige Problem ist, dass sein seltsamer Ansatz dazu führt, dass sich Gesetze im Laufe der Zeit ändern.
Zeit … verdient Gleichheit
John Vaccaro von der Griffith University in Australien experimentiert, um Zeit und Raum gleich zu stellen. Die Quantenmechanik erlaubt es einem Teilchen, an einem Ort zu existieren, aber nicht an einem anderen. Vielleicht, sagt Vaccaro, erlaubt es einem Teilchen, zu einer Zeit zu existieren, aber nicht zu einer anderen, ohne dass Interaktionen erforderlich sind, die es erzeugen oder zerstören.
Der Versuch, die Gleichungen in diesem Sinne zu korrigieren, führte zu nichts, da er gegen den Eckpfeiler der Physik verstößt - das Gesetz der Massenerhaltung. Vaccaro zeigt jedoch, dass die Quantenmechanik unter den Trümmern dieser Gleichungen in korrigierter Form wiederhergestellt werden kann. Wir brauchen nur experimentelle Beweise, um diese Idee zu unterstützen. 2012 zeigte das BaBar-Experiment am SLAC National Accelerator Center in Kalifornien, dass der Zerfall von B-Meson-Partikeln zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich verläuft. Vielleicht steckt mehr in Vaccaros Ideen.
ILYA KHEL
